電子マイクロプローブ

電子マイクロプローブは、電子プローブマイクロアナライザとしても知られており、電子顕微鏡—ターゲット材料と相互作用するために集束された高エネルギー電子ビームの使用と、X線分光-ターゲットとの電子ビーム相互作用に起因する光子の同定、入射電子によって励起された原子の特徴である光子のエネルギー/波長を用いて開発された。 エルンスト-ルスカとマックス-ノールの名前は、1931年に最初のプロトタイプ電子顕微鏡に関連付けられています。 Henry Moseleyの名前は、X線の波長とそれが起源となる原子の同一性との間の直接的な関係の発見に関連している。

電子ビームマイクロ分析技術にいくつかの歴史的なスレッドでありました。 1つはRcaのJames HillierとRichard Bakerによって開発されました。 1940年代初頭、彼らは電子顕微鏡とエネルギー損失分光計を組み合わせた電子マイクロプローブを構築しました。 1944年に特許出願が行われた。 電子エネルギー損失分光法は軽元素分析に非常に優れており、C-Ka、N-KaおよびO-Ka放射のスペクトルを得た。 1947年、ヒラーは電子ビームを使用して分析的なX線を生成するというアイデアの特許を取得しましたが、作業モデルを構築することはありませんでした。 彼の設計は、特定のX線波長を選択するために平らな結晶からのブラッグ回折と検出器として写真板を使用することを提案した。 しかし、RCAは、本発明の商品化を追求することには関心がなかった。

1940年代後半にフランスで開発された第二のスレッド。 1948年から1950年にかけて、アンドレ・ギニエが監督したライモンド・カスタンは、オネラで最初の電子マイクロプローブ「microsonde électronique」を製造した。 このマイクロプローブは、-10ナノアンペア(nA)のビーム電流と1-3μ mの電子ビーム直径を生成し、試料から生成されたX線を検出するためにガイガーカウンタを使 しかし、ガイガーカウンターは特定の元素から生成されたX線を区別することができず、1950年にCastaingは波長識別を可能にするために試料と検出器の間に水晶 彼はまた、ビーム衝撃の点を見るために光学顕微鏡を追加しました。 結果として得られたマイクロプローブは、1951年にポル-デュウェズとデイビッド-ウィトリーによって英語に翻訳されたCastaingの博士論文に記載されており、電子マイクロプローブによる定量分析の理論と応用の基礎を築き、吸収と蛍光効果のマトリックス補正の理論的枠組みを確立した。 Castaing(1921-1999)は、電子マイクロプローブ分析の”父”と考えられています。

1950年代は、1949年にデルフトで開催された最初の欧州顕微鏡会議、1951年にワシントンDCで開催された電子物理学に関する国家標準局会議、および1950年代初頭から半ばにかけての他の会議でのCastaingの発表に続いて、電子ビームX線マイクロアナリシスに大きな関心を持っていました。

デルフト1949電子顕微鏡会議の主催者の一人は、ケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所のバーノン-エリス-コスレットであり、電子顕微鏡の研究の中心であり、チャールズ-オートリーによる走査型電子顕微鏡、ビル-ニクソンによるX線顕微鏡であった。 Peter Duncumbは3つの技術をすべて組み合わせ、博士論文のプロジェクトとして走査型電子X線マイクロアナライザーを開発し(1957年公開)、これはCambridge MicroScan instrumentとして商品化されました。

ナチスから逃れてカリフォルニア工科大学に定住し、ジェシー-デュモンドと協力したベルギーの材料科学者Pol Duwezは、1952年にヨーロッパの列車でアンドレ-ギニアと遭遇し、Castaingの新しい楽器とカリフォルニア工科大学が同様の楽器を作るという提案を学んだ。 David Wittryは、彼が1957年に完成した博士論文のような楽器を作るために雇われました。 これはARL EMX電子マイクロプローブのプロトタイプとなった。

1950年代後半から1960年代初頭にかけて、北アメリカ、イギリス、ヨーロッパ、日本、ソ連には、電子ビームX線マイクロアナライザーを開発する他の研究室が十数

最初の商用電子マイクロプローブ、”MS85″は1956年にCAMECA(フランス)によって生産されました。. 1960年代初頭から半ばにかけて、他の企業から多くのマイクロプローブが続いたが、CAMECA、JEOL、島津製作所を除くすべての企業が廃業した。 さらに、多くの研究者は彼らの実験室で電子マイクロプローブを構築します。 その後のマイクロプローブの大幅な改良と改良には、電子ビームを走査してX線マップを作成すること(1960年)、固体EDS検出器の追加(1968年)、軽元素分析のための合成多層回折結晶の開発(1984年)が含まれていた。 その後、CAMECAはまた、核用途のための電子マイクロプローブのシールドバージョンの製造の先駆者となった。 最後の十年のCAMECAの器械の複数の新しい前進はそれらが冶金学、電子工学、地質学、鉱物学、原子力発電所、微量の元素、歯科医療、等の応用範囲を拡大するこ

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